¿Por qué hay un transistor entre la MCU y el LED?

Teniendo en cuenta el contexto, probablemente solo estaba usando un transistor para tener algo que desacoplar .

Delocontrario:

Attiny hoja de datos estados Absoluto máx. actual por pin de E / S: 40 mA, y capacidades de fuente / sumidero simétricas.

Entonces, si vas a un lugar entre 20 y 30 mA, no querrás conducir la carga con la MCU (50 mA en su ejemplo).

Otra posibilidad es cuando su carga necesita un riel de voltaje más alto que el soportado por la MCU (no es el caso en su ejemplo).

Hay varias razones para usar un transistor como ese. Uno es si la carga (en este caso, el LED) requiere más corriente de la que puede proporcionar un pin de E / S del microcontrolador. Otra es si la carga es alimentada por un voltaje significativamente diferente de la fuente de alimentación del microcontrolador. Quizás el microcontrolador funciona con una fuente de alimentación de 3.3 voltios, mientras que la carga funciona con 12 voltios. Otra razón podría ser aislar el microcontrolador de varios efectos secundarios, como el retroceso de EMF en el caso de una carga inductiva, como un motor o relé. También puede ser útil para aislar una corriente relativamente alta (pero aún dentro de la capacidad del pin de E / S) pero posiblemente las señales de alta frecuencia que podrían causar un rebote a tierra o problemas similares, como cuando el microcontrolador conduce un LED con una señal PWM de alta frecuencia .

Si la corriente que desea pasar a través del LED es alta, la tensión de salida de la MCU no está bien definida. Si la diferencia entre la tensión de alimentación (en los bordes de la tolerancia) y la tensión del LED es pequeña, puede tener un problema.

Un transistor, impulsado en saturación, tendrá una tensión directa muy bien definida en corrientes de LED típicas. Así que si te importa la reproducibilidad, el transistor podría ser mejor. De lo contrario, podría obtener una unidad que tenga una corriente LED que sea doble o la mitad de la siguiente.

A 10 mA, la caída de salida en el suministro de ATTiny w / 5V es menor que 0.6 o 0.7V, dependiendo del hundimiento o la fuente (no es muy simétrica). Usando un MOSFET puedes hacer que ese número sea casi cero, por ejemplo. AO3400 tiene < 32m ohm Rds (encendido) con una unidad de 4.5V, por lo que a 10mA la caída sería de 320uV.

Una forma de ver si es probable que esto sea un problema (aparte de la forma correcta de ejecutar todas las sumas en una hoja de cálculo o lo que sea) es anotar si la caída de voltaje calculada para el resistor de la serie LED (sí, debería haber uno!) se está poniendo muy bajo, digamos mucho menos que uno o dos voltios. Esto es más bien un problema con los suministros de 3.3V cuando desea un LED que no sea rojo o IR.

Otra posibilidad que un transistor le ofrece es hacer funcionar el LED desde un voltaje más alto o más bajo, tal vez un voltaje de batería no regulado antes de un convertidor elevador o una entrada no regulada de CC antes de un convertidor reductor o un regulador lineal. Esto puede reducir la disipación de potencia en su regulador, a costa, quizás, de alguna variación de brillo con la entrada.

Finalmente, si desea un diseño de alta confiabilidad, o uno que deba funcionar en el rango de temperatura militar o peor, es mejor no correr demasiada corriente a través de las salidas de IC. En la corriente nominal máxima, puede haber enormes densidades de corriente en el chip (equivalentes a pasar miles de amperios a través de un cable AWG20) que pueden ocasionar fallas eventuales (por ejemplo, migración de metal), especialmente a alta temperatura.

En el caso de un solo LED de luz visible y no mucho más, no hay ninguna ventaja si la MCU puede manejar la corriente requerida. Sin embargo, si tiene muchos LED conectados, puede ser posible sobrecargar el puerto o incluso el chip, y es posible que se requieran transistores o incluso un controlador dedicado.